湖北理工学院电气与电子信息工程学院
《单片机课程设计报告》
课设名称：交通信号灯控制系统
专业名称：电气工程及其自动化
班级： 2018级专升本（ 2 ）班
学号： 201820210205 姓名：佘运满
指导教师：胡蔷叶天凤
课设时间： 2018.12.24---2019.1.4 课设地点： K2-407
《单片机课程设计》任务书
2018 ～2019 学年第1学期
专业班级：电气工程及其自动化2018级专升本（2）班
指导教师：胡蔷叶天凤工作部门：电气系
一、课程设计题目：单片机控制系统
自选：交通信号灯控制系统
二、课程设计内容
1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，以单片机为核心器件，能独立而正确地进行方案论证和电路设计，完成仿真操作。要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；
2. 熟悉、掌握各种外围接口电路芯片的工作原理和控制方法；
3. 熟练使用单片机汇编语言或C51进行软件设计；
4. 熟练使用Proteus、Keil软件进行仿真电路测试；（或用开发板联合调试）
5. 熟练使用Protel软件设计印刷电路板；
6. 学会查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数；
7. 编写设计报告，参考毕业设计论文格式。
（1）根据课题要求确定系统设计方案；
（2）绘制系统框图、系统仿真原理图（印刷电路板图）；
（3）计算电路参数和选择元器件，画出软件框图，列出程序清单；
（4）打印仿真结果，根据测试结果进行误差分析与修改调整；
（5）对设计进行全面总结。
技术指标：
（1）LED数码管显示信号灯倒计时。
（2）发光二极管显示信号指示灯：人行道红绿灯，左转红绿灯，直行红黄绿灯。（3）设计正常时间段信号灯时间。
（4）紧急按钮按下，所有信号灯全部熄灭。
（5）对射式红外传感器安全线，人行道红灯时，有人越过安全线，蜂鸣器报警。（6）对射式红外传感器检车车流量，车人流量过多，车辆行驶缓慢是，启动繁忙时间段。
三、进度安排地点:K2-407
四、基本要求
五、课程设计参考资料
[1]贺哲荣.AT89S51单片机硬件设计与编程实例.北京：中国电力出版社.2012
[2]李泉溪.单片机原理与应用实例仿真.北京:北京航空航天大学出版社,2012.
[3]王平.单片机应用设计与制作.北京:清华大学出版社, 2012.
[4]彭为等.单片机典型系统设计实例精讲. 北京：电子工业出版社，2007
[5]王庆利等.单片机设计案例实践教程.北京：北京邮电大学出版社，2008
[6]韩志军等.单片机应用系统设计——入门向导与设计实例.北京：机械工业出版社，2005
[7]皮大能等. 单片机课程设计指导书. 北京：北京理工大学出版社，2010
[8]张毅刚.单片机原理及应用.北京:高等教育出版社,2011.
1、整体方案设计
本课题时基于STC89C52单片机的交通信号灯控制系统设计，本系统采用时钟模块，红外检测模块，信号灯显示模块，蜂鸣器报警模块，数码管显示模块。数码管和LED信号灯对左转车道，直行车道和人行道提供指示作用。红外检测模块和蜂鸣器模块对闯红灯的行人提供一个提醒的作用。红外检测模块检测车流量过大时切换到繁忙状态。
交通信号灯程序框图如图1-1所示。
图1-1 交通信号灯控制系统框图
1.1单片机选型方案论证
方案一：选择 AT89S52单片机，AT89S52单片机是8K字节程序存储空间、256字节数据储存空间、自带2KB的EEPROM存储空间。
方案二：选择 STC89C52单片机， STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间、512字节数据存储空间、内带4KB的EEPROM存储空间、可直接使用串口下载。
综上所述，STC89C52单片机功能优于AT89C52单片机，即选择方案二。1.2输入输出方案论证
方案一：采用8155扩展I/O口、键盘及显示等。该方案的优点是使用灵活可编程，并且有RAM及计数器。若用该方案，可提供较多I/O口,但操作起来稍
显复杂。
方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的端口资源还比较多。
综合来看，由于该系统是对交通灯及数码管的控制，只需用单片机本身的I/O口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二
1.3红外感应器方案论证
方案一：热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。为了探测移动人体，通常使用双元件型热释电红外线传感器，在这种传感器内部，两个灵敏元件反相连接，当人体静止时两元件极化程度相同，互相抵消。但人体移动时，两元件极化程度不同，净输出电压不为0，从而达到了探测移动人体的目的。
方案二：对射式光电传感器：射式检测方式的发射器和接收器相互对射安装，发射器的光直接对准接收器。当被测物挡住光束时，传感器输出产生变化以指示被测物被检测到。对射式是最早使用的一种光电检测模式。
由于本课题还用于检测车流量，光电传感器比较为适合本系统，因此选择方案二。
2、硬件设计
LED指示灯显示人行道红灯和绿灯，左转红灯和绿灯，直行红灯、黄灯和绿灯。数码管显示每种信号灯的倒计时时间。当人行道指示灯为红灯的时候，通过红外检测模块检测行人是否越过安全线，并对越过安全线的行人进行报警。红外检测模块检测车流量，车流量过大时产生一个信号，单片机经过处理改变红色和绿色信号灯的时间，按键模块用来复位和开启特殊紧急模式。系统总原理图如图2-1所示。
